2022年AD转换芯片[收 .pdf

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1、AD7810 是美国模拟器件公司（Analog Devices）生产的一种低功耗10 位高速串行A/D 转换器。该产品有 8 脚 DIP 和 SOIC 两种封装形式，并带有内部时钟。它的外围接线极其简单，AD7810 的转换时间为2s ，采用标准SPI 同步串行接口输出和单一电源（2.7V 5.5V ）供电。在自动低功耗模式下，该器件在转换吞吐率为1kSPS 时的功耗仅为27W ，因此特点适合于便携式仪表及各种电池供电的应用场合使用。1 AD7810引脚功能AD7810 引脚排列如图1 所示，各引脚的功能如下：1 脚 CONVST ：转换启动输入信号。2 脚 VIN+ ：模拟信号同相输入端。3

2、 脚 VIN- ：模拟信号反相输入端。4 脚 GND ：接地端口。5 脚 VREF ：转换参考电压输入端。6 脚 DOUT ：串行数据输出端。7 脚 SCLK ：时钟输入端。8 脚 VDD：电源端。2 AD7810主要参数AD7810 的主要参数如下：分辨率： 10 位二进制；转换时间： 2s ；非线性误差： 1LSB ；电源电压范围： 2.7 5.5V ；电源功耗：高速方式时为17.5mW ，低功耗方式时为5W ；参考电压 VEFR 范围： 1.2V VDD ；模拟电压输入范围：0VVREF ；输出形式： SPI 同步串行输出，与TTL 电平兼容。3.1 高速模式工图 2 是 AD7810

3、工作在高速模式时的时序图。在此模式下，启动信号CONVST一般处于高电平。在CONVST 端输入一个负脉冲， 其下降沿将启动一次转换。若采用内部时钟， 那么，转换需要 2s 的时间（图中 t1）。当转换结束时（图中A 点）， AD7810 会自动将转换结果锁存到输出移位寄存器中。此后，在每一个 SCLK 脉冲的上升沿，数据按由高到低的原则（首先发送DB9 ，最后发送DB0 ）依次出现在DOUT上。如果在转换还未结束之前就发出SCLK 信号来启动数据输出，那么，在DOUT 上出现的将是上一次转换的结果。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - -

4、- - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 启动信号 CONVST 应在转换结束前变为高电平，即t3 应小于 t1，否则器件将自动进入低功耗模式。另外，串行时钟SCLK 的最高频率不能超过20MHz 。3.2 自动低功耗模式图 3 是 AD7810 工作在自动低功耗模式时的时序图。在此模式下，启动信号CONVST 为低电平时，器件处于低功耗休眠状态。当在CONVST 端输入一个正脉冲时，可在其上升沿将器件从休眠状态唤醒，唤醒过程需要1s 的时间（图中 t2）。当器件被唤醒后， 系统将自动启动一次转换，转换时间也是2s

5、 （图中 t1）。转换结束时，AD7810 将转换结果锁存到输出移位寄存器中，同时自动将器件再一次置于低拉耗状态。启动信号 CONVST 正脉冲的宽度（图2 中 t3）应小于 1s ，否则器件被唤醒后将不会自动启动转换，而是将 A/D 转换的启动时间顺延至CONVST 的睛降沿处。自动低功耗模式是AD7810 是一大特铎，一般当数据吞吐率小于100kSPS时，应使器件工作在此模式下。在 5V 电源电压下， 当数据吞吐率为100kSPS时，器件的功耗2.7mW ；而当数据吞吐率为10kSPS 时，功耗为 270W ；若数据吞吐率为1kSPS ，则其功耗仅 27W 。4 AD7810的典型应用AD

6、7810 应用时几乎不需外围元件。图4 所示是其典型应用电路，其参考电压VREF 接至 VDD ，模拟输入 VIN-接至 GND ，而待转换电压则从VIN+ 输入。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - AD7810 几乎可与各种MCU 进行接口，图4 中的 MCU 可以是 8051 或 PIC16C6X/7X 。当与PIC16C6X/7X系列单片机进行接口时， 可将 SCLK 接至单片机的SCK（RC3 ） ， 将 D

7、OUT 接至 SDI （RC4 ） ，而其启动信号CONVST 则可接至单片机的任意输出口上（如RC0 ）。由于 PIC 单片机的SPI 方式每次只能接收 8 位数据， 因此 10 位数据应分两次读取。当 AD7810 与 8051 接口时， 电路采用的是一种模拟串口方式， AD7810 的 SCLK 、 DOUT 和 CONVST 分别接至 8051 的 P1.0 、 P1.1 和 P1.2 ， 只要严格按照AD7810的时序要求操作，一般接口都不会有问题。这种方式实际上可扩展到所有的MCU 种类。另外， 8051 也可利用其串行口工作方式0 与 AD7810 进行通讯 （图中未画出） ，但

8、这时应解决好两个问题：一是由于 8051在 TXD 的上升沿进行采样，这样，TXD 应经过一个反相器再接到SCLK ，而将 RXD 接至 DOUT ，然后将CONVST 接至任意一个输出端口。二是8051 串行口首先接收低位数据，这一点与AD7810 刚好相反，因此，编程时应当注意。下面给出 PIC16C6X/7X和 8051 分别与 AD7810 进行通讯的两段程序，作者只对与A/D 转换有关的部分进行了编写（常用资源定义、芯片定义等均未列出），两段程序均可钭AD7810 的工作控制在自动低功耗方式。 8051 与 AD7810 通讯程序如下：START ：CLR P1.0 ；初始化SETB

9、 P1.0 CLR P1.2 LOOP ：CALL CON0 . ；主程序省略；A/D 转换子程序，返回时数据低8 位在 R2 中，高 2 位在 R3 中CON0 ：MOV R1 ，#10 ；10 位数据MOV R2 ，#0 SETB P1.2 ；唤醒启动AD7810 CLR P1.2 CON1 ：SETB P1.0 ；发送 SCLK 信号MOV C ，P1.1 ；读一位数据CLR P1.0 MOV A ，R2 ；数据移位RLC A MOV R2 ，A MOV A ，R3 RLC A MOV R3 ，A 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -

10、- - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - DJNZ R1 ，CON1 RET PIC16C6X/7X与 AD7810 的通讯程序如下：REG1 EQU 0X20 ；寄存器定义REG2 EQU 0X21 CLRF PORTC ；端口初始化BSF STATUS ，RP0 MOVLW 0X30 MOVWF TRISC BCF STATUS ，PR0 BCF SSPCON ，SSPEN MOVLW 0X00 ；SPI 初始化MOVWF SSPCON BSF SSPCON ，SSPEN SPI开放LOOP CALL AD

11、CON . ；主程序省略；A/D 转换子程序，返回时数据低8 位在 REFG1 中，高 2 位在 REG2 中ADCON BSF PORTC，0 ；唤醒启动AD7810 BCF PORTC ，0 MOVWF SSPBUF ；启动接收高8 位BSF STATUS ，RP0 CON1 BTFSS SSPSTAT,BF ；数据已接收？GOTO CON1 ；没有收到BCF STATUS ，RP0 MOVF SSPBUF ，W MOVWF REG1 ；高 8 位送 REG1 MOVWF SSPBUF ；启动接收低2 位BSF STATUS ，PR0 CON1 BTFSS SSPSTAT，BF ；数据已接

12、收？GOTO CON1 ；没有收到BCF STATUS ，RP0 MOVF SSPBUF ，W ANDLW B11000000 ；保留有效位MOVWF REG2 ；低 2 位送 REG2 BCF STATUS ，C ；进位位清零RLCF REG2 ，1 ；数据调整RLCF REG1 ，1 RLCF REG2 ，1 RLCF REG1 ，1 ；低 8 位RLCF REG2 ，1 ；高 2 位RETURN 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 来源 :zhouxiao名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -